大型太阳能热水工程控制系统设计

 

　　目前市场上大型太阳能热水工程的控制系统大部分只具有温度和水位显示功能，而且分段显示，对温度的控制即使具有辅助加热功能。由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费大量的电能。以单片机为核心的控制器，对水位实现连续测量。采用DS12C887实时时钟，根据用水时段和天气状况，实现自动上水控制和自动电辅助加热，不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示，而且具有时间设定、温度设定与控制功能。

　　1 系统总体设计

　　系统以AT89C51单片机为核心，辅以水位水温采集控制系统，充分利用太阳能进行加热，同时考虑到太阳能的间歇性自动不给进行能源转换，有效地启动一种辅助能源进行加热，通过智能控制达到全天候不间断地提供热水。控制系统主要完成温度测量与显示、水位测量与显示、自动电辅助加热、自动进水等功能。上位机对整个系统的运行状态进行监测。系统总体框图如图1所示。

　　

 

　　2 系统硬件设计

　　2.1 水位检测电路

　　测量水位有很多种方法，例如电容式、浮球式和静压式等。目前浮球式液位检测应用较多，分段显示水位有一定的局限性。根据水位与压力的关系，采用测量压力间接测量水位的方法，可以实现水位的连续测量。

　　系统选择DX100T系列传感器中的陶瓷芯体传感器，测温范围0～120℃，基本满足太阳能热水器水温测量的要求。电源电压为9 V，输出值为27 mV。由于采样值是模拟量，需经过放大和A/D转换后才能输入单片机，放大倍数约为185倍。放大电路如图2所示。